Hidrolik - Hydraulics
Hidrolik ( Yunanca : Υδραυλική), mekanik özellikleri ve sıvıların kullanımını içeren mühendislik , kimya ve diğer bilimleri kullanan bir teknoloji ve uygulamalı bilimdir . Çok basit bir seviyede, hidrolik, gazları ilgilendiren pnömatiğin sıvı karşılığıdır . Akışkanlar mekaniği , akışkanların özelliklerini kullanarak uygulamalı mühendisliğe odaklanan hidrolik için teorik temeli sağlar. Onun içinde sıvı güç uygulamaları, hidrolik oluşturulması, kontrol ve iletim için kullanılan güç kullanımı ile basınçlı sıvılar. Hidrolik konular, bilimin bazı bölümlerine ve mühendislik modüllerinin çoğuna kadar uzanır ve boru akışı , baraj tasarımı, akışkanlar ve akışkan kontrol devresi gibi kavramları kapsar . Hidroliğin prensipleri, insan vücudunda damar sistemi ve sertleşme dokusu içinde doğal olarak kullanılmaktadır. Serbest yüzey hidroliği, nehirlerde , kanallarda , göllerde , haliçlerde ve denizlerde meydana gelenler gibi serbest yüzey akışıyla ilgilenen hidrolik dalıdır . Alt alan açık kanal akışı, açık kanallardaki akışı inceler .
Tarih
Antik ve orta çağlar
Su gücü tarih sırtın Erken kullanır Mezopotamya ve eski Mısır , sulama 6 binyıl ve beri kullanılmaktadır su saatlerinin erken 2 binyıl beri kullanılmaya başlanmış. Su gücünün diğer erken örnekleri arasında eski İran'daki Qanat sistemi ve eski Orta Asya'daki Turpan su sistemi sayılabilir .
Pers imparatorluğu
Gelen Pers Empire , Pers olarak bilinen su değirmenleri, kanallar ve barajların karmaşık bir sistemi inşa Şüşter Tarihsel Hidrolik Sistem . Ahameniş kralı Büyük Darius tarafından başlatılan ve Sasani kralı Shapur I tarafından ele geçirilen bir grup Romalı mühendis tarafından tamamlanan proje, UNESCO tarafından "yaratıcı dehanın bir başyapıtı" olarak anılıyor . Onlar aynı zamanda bir yeraltı su kemeri olan Qanat'ın da mucitiydi. Qanats sayesinde İran'ın büyük, eski bahçelerinden birkaçı sulanmıştır.
Çin
Gelen eski Çin'de vardı Sunshu Ao (6. yy), Ximen Bao (M.Ö. 5. yy), Du Shi (dolaylarında 31 AD), Zhang Heng - (139 MS 78) ve Ma Jun ortaçağ iken, - (265 MS 200) Çin'de Su Song (MS 1020 - 1101) ve Shen Kuo (1031–1095) vardı. Du Shi , dökme demir üreten bir yüksek fırının körüklerine güç sağlamak için bir su çarkı kullandı . Zhang Heng, astronomik gözlem için silahlı bir kürenin döndürülmesinde itici güç sağlamak için hidroliği kullanan ilk kişiydi .
Sri Lanka
Eski Sri Lanka'da, Anuradhapura ve Polonnaruwa'nın antik krallıklarında hidrolik yaygın olarak kullanılıyordu . Suyun kaçışını düzenlemek için valf kulesi veya valf çukuru (Sinhalese'de Bisokotuwa) prensibinin keşfi, 2000 yıldan daha uzun bir süre önce ustalığa borçludur. MS birinci yüzyılda, birkaç büyük ölçekli sulama işi tamamlandı. Sri Lanka , Sigiriya'da evsel bahçecilik ve tarımsal ihtiyaçları, yüzey drenajı ve erozyon kontrolünü, süs ve rekreasyonel su kurslarını ve istinat yapılarını karşılayacak makro ve mikro hidrolik sistemler mevcuttu . Alandaki devasa kayanın üzerindeki mercan, su toplamak için sarnıçlar içeriyor . Sri Lanka'nın büyük antik rezervuarları Kalawewa (Kral Dhatusena), Parakrama Samudra (Kral Parakrama Bahu), Tisa Wewa (Kral Dutugamunu), Minneriya (Kral Mahasen)
Greko-Romen dünyası
In Antik Yunan , Yunanlılar sofistike su ve hidrolik güç sistemlerini inşa ettiler. Bir örnek, bir inşaat Eupalinos için bir sulama kanalı genel bir sözleşme, Sámos , Eupalinos Tünel . Muhtemelen Avrupa'da en erken olan hidrolik tekerleğin kullanımının erken bir örneği, Perachora çarkıdır (MÖ 3. yüzyıl).
Gelen grekoromen Mısır , birinci hidrolik makine yapımı otomat ile Ktesibios (. Gelişti c 270 BC) Alexandria kahraman (c. 10-80 AD) dikkat çekicidir. Hero , birçok Roma bölgesinde su yükseltmek için ve itfaiye araçlarında kullanıldığı bilinen kuvvet pompası gibi hidrolik güç kullanan birkaç çalışan makineyi anlatıyor .
In Roma İmparatorluğu , farklı hidrolik uygulamalar kamu su kaynakları, sayısız dahil olmak üzere geliştirilmiştir su kemerleri , güç kullanarak değirmenleri ve hidrolik madencilik . Vadiler boyunca suyu taşımak için sifonu ilk kullananlar arasındaydılar ve metal cevherlerini aramak ve sonra çıkarmak için büyük ölçekte sessizlik kullandılar . Onlar kullanılan kurşun yaygın sıhhi tesisat böyle beslenme olarak iç ve kamu temini için sistemler, ılıcası .
MÖ 25 yılında Augustus tarafından fethedilen kuzey İspanya'nın altın tarlalarında hidrolik madencilik kullanıldı . Las Medulas'ın alüvyon altın madeni , madenlerinin en büyüklerinden biriydi. En az yedi uzun su kemeri işe yaradı ve su akıntıları yumuşak tortuları aşındırmak için kullanıldı ve ardından değerli altın içeriği için atıkları yıkadı.
Arap-İslam dünyası
Gelen Müslüman dünyasında sırasında İslam Golden Age ve Arap Tarımsal Devrimi (8 ve 13. yüzyıllar), mühendisler hidroelektrik geniş kullanımının yanı sıra erken kullanımlarını yapılan gelgit enerjisi ve büyük hidrolik fabrika kompleksleri. Su güçlü endüstriyel değirmenler içeren bir dizi İslam dünyasında kullanılan Walk değirmenleri, gristmills , kağıt fabrikaları , HULLERS , hızar , gemi değirmenleri , damga değirmenleri , çelik fabrikaları , şeker fabrikaları ve gelgit değirmenleri . 11. yüzyılda, İslam dünyasında boyunca her il den operasyonda bu endüstriyel değirmenleri vardı Endülüs ve Kuzey Afrika için Ortadoğu ve Orta Asya . Müslüman mühendisler ayrıca su türbinlerini kullandılar, su değirmenlerinde ve su yükseltme makinelerinde dişliler kullandılar ve su değirmenlerine ve su yükseltme makinelerine ek güç sağlamak için kullanılan su gücü kaynağı olarak barajların kullanılmasına öncülük ettiler .
El-Cezeri (1136-1206) 50 cihazlara, onları su ile çalışan, kitabında, birçoğu için tasarımlar tarif Dahiyane Mekanik Aygıtlar Bilginin Kitabı asansör suyuna su saatleri de dahil olmak üzere, bir aygıt hizmet etmek şarap ve beş cihazdan nehirlerden veya havuzlardan. Bunlar arasında sürahiler takılı sonsuz bir kayış ve menteşeli valflere sahip ileri geri hareket eden bir cihaz bulunur.
En eski programlanabilir makineler , Müslüman dünyasında geliştirilen su ile çalışan cihazlardır. Bir müzik sıralayıcı , programlanabilir bir müzik aleti , en eski programlanabilir makineydi. İlk müzik sıralayıcı, 9. yüzyılda Banu Musa kardeşler tarafından icat edilen, Ustaca Cihazlar Kitabı'nda anlatılan, su ile çalışan otomatik bir flüt çalgıcısıydı . 1206'da El Cezeri suyla çalışan programlanabilir otomat / robotlar icat etti . Programlanabilir bir davul makinesi tarafından çalıştırılan davulcular da dahil olmak üzere , farklı ritimler ve farklı davul kalıpları çalmaları için yapılabilecekleri dört otomat müzisyeni anlattı . El Cezeri tarafından icat edilen suyla çalışan mekanik astronomik bir saat olan kale saati , programlanabilir ilk analog bilgisayardı .
Modern çağ (yaklaşık 1600-1870)
Benedetto Castelli
1619'da Galileo Galilei'nin öğrencisi Benedetto Castelli , modern hidrodinamiğin temellerinden biri olan Della Misura dell'Acque Correnti veya "Akan Suların Ölçümü" kitabını yayınladı . 1626'dan itibaren Papa'ya hidrolik projelerde, yani Papalık Devletleri'ndeki nehirlerin yönetiminde baş danışman olarak görev yaptı.
Blaise Pascal
Blaise Pascal (1623–1662), hidrolik sıvıların ilkelerine odaklanan sıvı hidrodinamiği ve hidrostatiği okudu. Hidroliğin arkasındaki teori üzerine keşfi, hidrolik presi icat etmesine yol açtı; bu , daha küçük bir alana etki eden daha küçük bir kuvveti, aynı basınçla (veya tam basınç değişikliği ile iletilen daha büyük bir alan üzerinde toplanan daha büyük bir kuvvetin uygulanmasına çarptı). ) her iki konumda. Pascal yasası veya prensibi, durgun haldeki sıkıştırılamaz bir akışkan için basınç farkının yükseklik farkıyla orantılı olduğunu ve bu farkın, sıvının genel basıncının bir dış kuvvet uygulanarak değiştirilip değiştirilmediğini belirtir. Bu, kapalı bir akışkanın herhangi bir noktasında basıncın arttırılmasıyla, kabın her iki ucunda da eşit bir artış olduğu anlamına gelir, yani, sıvının herhangi bir noktasında uygulanan basınçtaki herhangi bir değişiklik, akışkanlar boyunca azalmadan iletilir.
Jean Léonard Marie Poiseuille
Fransız bir doktor olan Poiseuille (1797-1869) vücuttaki kan akışını araştırdı ve içinde akışın meydana geldiği tüpün çapıyla akış hızını düzenleyen önemli bir yasa keşfetti.
İngiltere'de
19. yüzyılda çeşitli şehirler , asansörler, vinçler, kaptanlar ve benzerleri gibi makineleri çalıştırmak için şehir çapında hidrolik güç ağları geliştirdi . Joseph Bramah (1748–1814) erken bir yenilikçiydi ve William Armstrong (1810–1900) endüstriyel ölçekte güç dağıtımı için cihazı mükemmelleştirdi. Londra'da, Londra Hidrolik Enerji Şirketi , Londra'nın Batı Yakası , Şehir ve Dock'un büyük bölümlerine hizmet veren borularının ana tedarikçisiydi , ancak rıhtımlar ve demiryolu malları gibi tekli işletmelerle sınırlı planlar vardı .
Hidrolik modeller
Öğrenciler hidroliğin temel ilkelerini anladıktan sonra, bazı öğretmenler, öğrencilerin başka şeyler öğrenmesine yardımcı olmak için bir hidrolik analoji kullanır. Örneğin:
- MONIAC Bilgisayar yardım öğrencilere hidrolik bileşenler akan kullandığı su ekonomisi hakkında bilgi.
- Termohidrolik benzetme yardım öğrencilere hidrolik prensipler termal devreleri hakkında bilgi kullanır.
- Elektronik- hidrolik benzetme , öğrencilerin elektronik hakkında bilgi edinmesine yardımcı olmak için hidrolik ilkeleri kullanır.
Sıkıştırılamaz bir akışkan veya "çok büyük" bir sıkıştırılabilirlik oranının kapalı akışkan hacmine olduğu varsayıldığında, sonlu bir basınç artışı, toplanan akışkan hacmine herhangi bir net akışın hacimsel bir değişim yaratmasını gerektirir.
Ayrıca bakınız
Notlar
Referanslar
- Rāshid, Rushdī; Morelon, Régis (1996), Arap bilim tarihi Ansiklopedisi , Londra: Routledge, ISBN 978-0-415-12410-2 .
|Wikimedia Commons, Hidrolik ile ilgili medyaya sahiptir .|
|Vikikitap Okul Bilimi'nin konuyla ilgili bir sayfası var: Hidrolik gösterimi|